rancang bangun hardware sistem monitoring
TRANSCRIPT
RANCANG BANGUN HARDWARE SISTEM MONITORING
KINERJA PANEL SURYA BERBASIS ANTARES LR-ESP201
LORA
SKRIPSI
Yunan Ilham Firdaus
4317030021
PROGRAM STUDI BROADBAND MULTIMEDIA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
2021
RANCANG BANGUN HARDWARE SISTEM MONITORING
KINERJA PANEL SURYA BERBASIS ANTARES LR-ESP201
LORA
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana
Terapan Politeknik
Yunan Ilham Firdaus
4317030021
PROGRAM STUDI BROADBAND MULTIMEDIA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
2021
iii
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS
Tugas Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri dan semua sumber baik
yang dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan dengan benar.
Nama : Yunan Ilham Firdaus
NIM : 4317030021
Tanda Tangan :
Tanggal : Agustus 2021
iv
LEMBAR PENGESAHAN
SKRIPSI
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah S.W.T, Tuhan Yang Maha Esa,
karena atas berkat dan rahmat-Nya, saya dapat menyelesaikan laporan magang
ini. saya laporan magang ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat
untuk mencapai gelar Sarjana Terapan Politeknik. Penulis menyadari bahwa,
tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, sejak masa perkuliahan hingga
penyusunan laporan magang ini, sangat sulit bagi penulis untuk menyelesaikan
lapran magang ini. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terimakasih kepada :
1. Asri Wulandari S.T., M.T., selaku dosen pembimbing yang telah
menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk megarahkan penulis dalam
penyusunan laporan Skripsi ini.
2. Orang tua serta anggota keluarga yang telah memberikan dukungan moral
maupun material dalam penyusunan Skripsi ini.
3. Soraya Salwa Salsabila dan Sahabat yang banyak membantu penulis dalam
menyelesaikan laporan ini.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan laporan ini, oleh
sebab itu penulis mengharapkan masukan serta saran untuk perbaikan. Semoga
laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca.
Depok, Agustus 2021
Penulis
vi
Politeknik Negeri Jakarta
Rancang Bangun Hardware Sistem Monitoring Kinerja Panel Surya Berbasis
Antares LR-ESP201 LoRa
ABSTRAK
Tujuan dari tugas akhir ini adalah untuk merancang perangkat keras dan
menentukan kinerja prototipe sistem pemantauan parameter PLTS berbasis loRa.
Sistem ini diharapkan dapat mempermudah kegiatan monitoring kinerja panel
surya dan pengendalian beban secara kontinu dan otomatis. Metode pengerjaan
prototipe sistem monitoring kinerja panel surya berbasis LoRa ini melalui 4
tahapan yaitu: (1) Analisis dan identifikasi komponen yang dibutuhkan dalam
proses pembuatan; (2) Perancangan sistem monitoring; (3) pengimplementasian
sistem yang dirancang; dan (4) Pengujian dan evaluasi. Hasil pengujian
menunjukkan prototipe sistem monitoring kinerja panel surya ini dapat mengukur
besar arus panel surya dengan galat rata – rata sebesar -0,095A dan tegangan
panel surya dengan galat rata – rata sebesar -0,019VDC, arus baterai dengan
galat rata – rata sebesar -0,137A dan tegangan baterai dengan galat rata – rata
sebesar 0,009VDC, dan besar energi konsumsi dari beban dengan galat pengukur
tegangan rata – rata sebesar 2,45VAC. Pembacaan hasil pengukuran oleh sensor
akan dikirimkan ke IoT Platform Antares menggunakan LoRa dengan bantuan
mikrokontroler LR-ESP201. Peletakan alat secara LOS di lantai tiga
memungkinkan komunikasi LoRa berlangsung secara baik dengan delay uplink
rata – rata sebesar 1,096 detik dengan RSSI terbesar -93, delay downlink rata –
rata sebesar 517,4 dengan RSSI tertingi sebesar -93 tanpa adanya loss baik pada
komunikasi uplink dan downlink
Kata Kunci: monitoring, PLTS, LoRa, dan LR-ESP201.
vii
Politeknik Negeri Jakarta
Hardware Design of Solar Panel Performance Monitoring System Based on
Antares LR-ESP201 LoRa
ABSTRACT
The purpose of this final project is to design hardware and determine the
performance of the loRa-based PV mini-grid parameter monitoring system
prototype. This system is expected to facilitate the monitoring of solar panel
performance and load control continuously and automatically. The method of
working on the prototype of the LoRa-based solar panel performance monitoring
system goes through 4 stages, namely: (1) Analysis and identification of
components needed in the manufacturing process; (2) Monitoring system design;
(3) implementation of the designed system; and (4) Testing and evaluation. The test
results show that the prototype of this solar panel performance monitoring system
can measure the solar panel current with an average error of -0.095A and the solar
panel voltage with an average error of -0.019VDC, battery current with an average
error of -0.137A and battery voltage with an average error of 0.009VDC, and the
amount of energy consumption from the load with an average voltage gauge error
of 2.45VAC. The reading of the measurement results by the sensor will be sent to
the Antares IoT Platform using LoRa with the help of the LR-ESP201
microcontroller. The placement of the LOS device on the third floor allows LoRa
communication to take place well with an average uplink delay of 1.096 seconds
with the largest RSSI of -93, an average downlink delay of 517.4 with the highest
RSSI of -93 without any loss in uplink and downlink communications.
Keywords: monitoring, PLTS, LoRa, and LR-ESP201.
viii
Politeknik Negeri Jakarta
DAFTAR ISI
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS ............................................... iii
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. iv
KATA PENGANTAR ........................................................................................... v
ABSTRAK .............................................................................................................. vi
ABSTRACT .......................................................................................................... vii
DAFTAR ISI ....................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xi
DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah .................................................................................. 2
1.3 Tujuan ....................................................................................................... 2
1.4 Luaran ....................................................................................................... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 3
2.1 Monitoring Kinerja Panel Surya Berbasis LoRa ...................................... 3
2.2 Long Range (LoRa) .................................................................................. 3
2.3 Panel Surya ............................................................................................... 6
2.4 Pembangkit Listrik Tenaga Surya ............................................................ 6
2.5 Modul Step Down Buck Converter 3A ..................................................... 7
2.6 Mikrokontroler Antares LR-ESP201 ........................................................ 7
2.7 Modul Sensor ACS712 ............................................................................. 8
2.8 Modul Sensor Tegangan DC 25V ............................................................ 8
2.9 Modul Energy Meter PZEM-004T V.3 .................................................... 9
2.10 Arduino IDE ............................................................................................. 9
2.11 Antares Platform .................................................................................... 10
2.12 Postman .................................................................................................. 11
2.13 Solar charge controller (SCC) ............................................................... 11
2.14 Inverter DC to AC .................................................................................. 12
2.15 Akumulator Sekunder ............................................................................. 13
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI ................................................ 14
ix
Politeknik Negeri Jakarta
3.1. Rancangan Alat ...................................................................................... 14
3.1.1. Deskripsi alat ...................................................................................... 14
3.1.2. Cara Kerja Alat ................................................................................... 15
3.1.3. Spesifikasi Alat ................................................................................... 15
3.1.4. Diagram Blok ...................................................................................... 17
3.1.5. Perancangan Hardware....................................................................... 19
3.2. Realisasi Alat .......................................................................................... 28
3.2.1. Realisasi Hardware............................................................................. 28
3.2.2. Realisasi Software ............................................................................... 31
3.3. Skenario Pengujian ................................................................................. 45
BAB IV PEMBAHASAN .................................................................................... 49
4.1. Pengujian Pengiriman Data Hasil Pengukuran Menuju Platform Antares
(Uplink) ............................................................................................................. 49
4.1.1. Deskripsi Pengujian ............................................................................ 49
4.1.2. Prosedur Pengujian ............................................................................. 50
4.1.3. Data Hasil Pengujian .......................................................................... 50
4.1.4. Analisis Data Hasil Pengujian ............................................................ 53
4.2. Pengujian Penerimaan Data Kontrol dari Platform Antares (Downlink) 54
4.2.1. Deskripsi Pengujian ............................................................................ 54
4.2.2. Prosedur Pengujian ............................................................................. 54
4.2.3. Data Hasil Pengujian .......................................................................... 54
4.2.4. Analisis Data Hasil Pengujian ............................................................ 57
4.3. Pengujian Fungsi Pengamanan Baterai .................................................. 58
4.3.1. Deskrirpsi Pengujian ........................................................................... 58
4.3.2. Prosedur Pengujian ............................................................................. 58
4.3.3. Data Hasil Pengujian .......................................................................... 58
4.3.4. Analisis Data Hasil Pengujian ............................................................ 59
4.4. Pengujian Keakuratan Hasil Pengukuran Data Sensor Pada Waktu
Berbeda .............................................................................................................. 59
4.4.1. Deskrirpsi Pengujian ........................................................................... 60
4.4.2. Prosedur Pengujian ............................................................................. 60
4.4.3. Data Hasil Pengujian .......................................................................... 60
4.4.4. Analisis Data Hasil Pengujian ............................................................ 64
BAB V KESIMPULAN ...................................................................................... 66
x
Politeknik Negeri Jakarta
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 68
LAMPIRAN ......................................................................................................... 70
xi
Politeknik Negeri Jakarta
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Arsitektur Jaringan LoRa .................................................................... 5
Gambar 2.2 Modul Step Down LM2596 ................................................................ 7
Gambar 2.3 Board Antares LR-ESP201 ................................................................. 8
Gambar 2.4 Modul Sensor ACS712 ....................................................................... 8
Gambar 2.5 Modul Sensor Tegangan 25V .............................................................. 9
Gambar 2.6 Energi Meter PZEM-004T V3.0 dan CT ............................................ 9
Gambar 2.7 Tampilan Interface Arduino IDE ...................................................... 10
Gambar 2.8 Antarmuka Laman Website Antares ................................................. 11
Gambar 2.9 Antarmuka aplikasi Postman ............................................................ 11
Gambar 2.10 Tahap Charging Mode pada Solar Charge Controller ..................... 12
Gambar 2.11 Power Inverter DC to AC ................................................................ 13
Gambar 2.12 Bentuk Fisik Baterai Sekunder ........................................................ 13
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem ........................................................................ 18
Gambar 3.2 Skematik Rangkaian Sistem Monitoring Kinerja Panel Surya ......... 23
Gambar 3.3 Diagram Alur Kerja Sistem Pada Fungsi Monitoring ....................... 26
Gambar 3.4 Diagram Alur Controlling Pada Usecase Lampu ............................. 27
Gambar 3.5 Diagram Alur Controlling Pada Usecase Access Point .................... 28
Gambar 3.6 Penempatan Komponen Pada Kotak Akrilik .................................... 29
Gambar 3.7 Penempatan Instrumen di Panel Box ................................................. 30
Gambar 3.8 Instrumen PLTS Yang Telah Dihubungkan ...................................... 31
Gambar 3.9 Registrasi Akun Antares.................................................................... 32
Gambar 3.10 Mendapatkan Access Key Akun Antares ......................................... 32
Gambar 3.11 Membuat Aplikasi di Antares Platform .......................................... 33
Gambar 3.12 Memberikan Detil Aplikasi Yang Akan Dibuat .............................. 33
Gambar 3.13 Menambahkan Perangkat Kedalam Aplikasi .................................. 34
Gambar 3.14 Memberikan Nama Perangkat Yang Akan Ditambahkan ............... 34
Gambar 3.15 Sebelum Melakukan Set loRa ......................................................... 35
Gambar 3.16 Meregistrasi Perangkat LoRa Yang Akan Ditambahkan ................ 35
Gambar 3.17 Perangkat Yang Sudah Tersedia Pada Aplikasi .............................. 36
Gambar 3.18 Perangkat LoRa Yang Sudah Terdaftar .......................................... 36
Gambar 3.19 Memilih Menu Preference .............................................................. 37
Gambar 3.20 Memasukkan URL .......................................................................... 37
Gambar 3.21 Memilih Board Manager ................................................................ 38
Gambar 3.22 Menginstall Board ESP32 ............................................................... 38
Gambar 3.23 Pengecekan Board ESP32 ............................................................... 38
Gambar 3.24 ABP Credentials ............................................................................. 39
Gambar 3.25 Inisialisasi Pin dan Global Variables .............................................. 40
Gambar 3.26 Pendefinisian Pin Sebagai Input/Output ......................................... 40
Gambar 3.27 Konfigurasi Loraid Access .............................................................. 41
Gambar 3.28 Pembacaan Data Dari Sensor .......................................................... 41
Gambar 3.29 Proses Parsing Dalam Pengiriman Data ......................................... 42
Gambar 3.30 Penerimaan Data Downlink ............................................................. 42
Gambar 3.31 Data Counter ................................................................................... 43
xii
Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 3.32 Proses Eksekusi Dari Data Diterima ............................................... 43
Gambar 3.33 Membuat Request POST Pada Postman ......................................... 44
Gambar 3.34 menambahkan URL, Key, dan Value .............................................. 44
Gambar 3.35 Struktur Data Downlink Menuju Antares Platform ........................ 45
Gambar 3.36 Pengujian Sistem di Lantai Tiga Secara LOS ................................. 46
Gambar 3.37 Pengujian Sistem di Lantai Dua Secara NLOS ............................... 46
Gambar 3.38 Pengujian Sistem di Lantai 1 Secara NLOS.................................... 47
Gambar 3.39 Pengujian Pengaman Baterai ........................................................... 48
xiii
Politeknik Negeri Jakarta
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Perbandingan LoRaWAN Dengan Teknologi LPWA Lainnya .............. 4
Tabel 2.2 Frekuensi Kerja LoRa Antares Platform ................................................ 6
Tabel 3.1 Spesifikasi Alat .................................................................................... 15
Tabel 3.2 Alat dan Kebutuhan Perancangan Hardware........................................ 21
Tabel 3.3 Koneksi Pin Komponen ........................................................................ 24
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Pengiriman Uplink Secara LOS di Lantai Tiga .......... 51
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Pengiriman Uplink Secara NLOS di Lantai Dua ........ 52
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Pengiriman Uplink Secara NLOS di Lantai Satu ....... 53
Tabel 4.4 Pengujian Delay Downlink Secara LOS di Lantai Tiga ........................ 55
Tabel 4.5 Pengujian Delay Downlink Secara NLOS di Lantai Dua ..................... 56
Tabel 4.6 Pengujian Delay Downlink Secara NLOS di Lantai Satu ..................... 57
Tabel 4.7 Pengujian Fungsi Pengamanan Baterai ................................................. 59
Tabel 4.8 Pengujian Sensor Tegangan Pada Panel Surya ..................................... 61
Tabel 4.9 Pengujian Sensor Tegangan Pada Baterai ............................................. 61
Tabel 4.10 Pengujian Sensor Energy Meter PZEM-004T V.3 ............................. 62
Tabel 4.11 Pengujian Sensor Arus Pada Panel Surya ........................................... 63
Tabel 4.12 Pengujian Sensor Arus Pada Baterai ................................................... 64
xiv
Politeknik Negeri Jakarta
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Daftar Riwayat Hidup Penulis
Lampiran 2 Source Code Rancang Bangun Hardware Sistem Monitoring Kinerja
Panel Surya Berbasis Antares LR-ESP201 LoRa
Lampiran 3 Datasheet SCC SHS-Controller-10 12/24
Lampiran 4 Datasheet PZEM-004T V.3
Lampiran 5 Spesifikasi Panel Surya Maysun Solar MS100P-36
1
Politeknik Negeri Jakarta
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Saat ini kebutuhan listrik masyarakat Indonesia semakin meningkat. Hal ini
sejalan dengan pertumbuhan penduduk dan kemajuan teknologi. Besarnya
kebutuhan listrik juga harus diimbangi dengan penggunaan sumber daya alam yang
terbarukan. Gifson et al (2020) menyatakan bahwa Indonesia merupakan daerah
tropis yang mempunyai sinar matahari yang sangat besar menjadi potensi energi
terbarukan dengan iradiasi harian rata-rata 4,5 – 4,8 kWh/m2. Potensi ini dapat
dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik atau biasa disebut dengan Pembangkit
Listrik Tenaga Surya (PLTS).
Pengukuran daya yang dihasilkan oleh PLTS merupakan salah satu hal penting
untuk dilakukan pada PLTS. Hal ini dilakukan untuk mencegah kerusakan dan
penurunan kinerja panel surya. Teknologi IoT dibutuhkan untuk mempermudah
proses monitoring yang dapat melakukan pengukuran parameter kinerja PLTS
secara jarak jauh dan memberikan notifikasi peringatan secara real time.
Pada umumnya PLTS diletakkan pada daerah terpencil, sehingga apabila PLTS
tersebut diletakkan pada area yang tidak memiliki koneksi WiFi atau seluler, sistem
tidak dapat memonitor kinerja PLTS secara jarak jauh, sehingga komunikasi LoRa
dipilih untuk mengatasi masalah tersebut karena dapat terhubung ke LoRa gateway
terdekat yang memiliki jarak jangkauan yang cukup jauh dibandingkan dengan
WiFi dan seluler.
Pada penelitian sebelumnya, sistem monitoring PLTS yang menggunakan
koneksi LoRa tidak menggunakan IoT platform yang dapat mempermudah data
yang diterima melalui LoRa dikirim menuju Internet dan menggunakan laman
website untuk antarmuka pengendalian dan pengamatan kondisi PLTS. Selain itu
beban yang digunakan hanya sebagai sumber pencahayaan berupa lampu. Sehingga
tidak dapat digunakan untuk menyalakan beban rumah tangga lainnya yang
menggunakan sumber energi listrik AC.
Saat ini, teknologi yang dapat diterapkan untuk membangun suatu sistem
monitoring sudah semakin maju dan berkembang. Teknologi ini dapat
2
Politeknik Negeri Jakarta
dimanfaatkan semaksimal mungkin untuk membantu manusia baik melakukan
pemantauan terhadap suatu objek yang berada pada lokasi jarak jauh, maupun
membantu manusia me-monitor secara spesifik peristiwa atau kondisi yang hendak
diantisipasi secara real time.
1.2 Perumusan Masalah
a. Bagaimana cara merancang sistem monitoring PLTS dengan IoT
berbasis LoRa?
b. Bagaimana Kinerja Board Antares LR-ESP 201 dalam pengiriman data
sensor melalui LoRa?
c. Bagaimana cara agar informasi mengenai kinerja PLTS dapat dikirimkan
melalui LoRa ke IoT Platform?
d. Bagaimana skenario pengujian sistem monitoring kinerja PLTS?
1.3 Tujuan
a. Merancang dan realisasi sistem monitoring PLTS dengan IoT.
b. Mengetahui Kinerja Board Antares LR-ESP 201 dalam pengiriman data
sensor melalui LoRa.
c. Mengetahui cara agar informasi mengenai kinerja PLTS dapat
dikirimkan melalui LoRa ke IoT Platform.
d. Melakukan pengujian sistem monitoring kinerja PLTS dengan skenario
pengujian yang telah direncanakan.
1.4 Luaran
a. Manfaat yang ingin dicapai dalam pembuatan skripsi ini adalah rancang
bangun alat monitoring dan pengendalian kinerja panel surya
menggunakan LoRa yang dapat dipantau melalui Android yang
terkoneksi internet, yang diharapkan dapat mempermudah pengelolaan
panel surya.
b. Membuat artikel ilmiah berdasarkan penelitian yang dilakukan untuk
selanjutnya dipublikasikan.
66
Politeknik Negeri Jakarta
BAB V
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dan pengujian yang telah dilakukan, maka dapat
disimpulkan
1. Sistem monitoring kinerja PLTS berbasis LoRa dapat dirancang dengan
menghitung terlebih dahulu besarnya daya yang dibutuhkan. Berdasarkan total
daya tersebut, ukuran dan jumlah panel surya yang dibutuhkan dapat diketahui.
Untuk menghitung jumlah baterai, ukuran kapasitas baterai harus ditentukan
untuk mengetahui jumlah baterai yang dibutuhkan. untuk mengetahui kapasitas
SCC yang dibutuhkan, maka spesifikasi panel surya dibutuhkan untuk
mengetahui besar nilai Isc yang kemudian disesuaikan dengan kapasitas SCC.
untuk dapat menggunakan perangkat elektronik rumah tangga, maka tegangan
DC perlu diubah menjadi tegangan AC menggunakan Inverter. Besarnya
inverter yang dibutuhkan adalah minimal sama dengan total daya beban ketika
menyala saat bersamaan.
2. Kinerja board Board Antares LR-ESP 201 dalam pengiriman data sensor
melalui LoRa memiliki kelemahan dalam pembacaan sensor analog. Hal ini
disebabkan tidak linearnya analog to digital converter (ADC) pada tegangan
karena ESP32 tidak dapat membedakan tegangan 3,3V dan 3,2V karena value
yang akan dihasilkan adalah sama yaitu sebesar 4095. Hal yang sama juga
terjadi pada tegangan 0V dam 0,1V karena ESP32 tidak dapat membedakan
value-nya. Sehingga menyebabkan tidak akuratnya data yang terbaca oleh
sensor.
3. Agar informasi mengenai kinerja PLTS dapat dikirimkan melalui LoRa ke IoT
Platform, akun Antares diperlukan untuk dapat terhubung dengan Antares
Platform. Selain itu, perangkat juga harus dikonfigurasi untuk LoRaWAN
Class A agar komunikasi uplink dan downlink dapat berlangsung secara baik.
4. Skenario Pengujian PLTS dilakukan dengan berbagai hal, yaitu pengujian
pengiriman data menuju Antares platform (uplink) dengan meletakkan alat di
lantai tiga dengan secara LOS, lantai dua dan satu secara NLOS. pengujian
penerimaan data dari Antares platform (downlink), pengujian terhadap fungsi
67
Politeknik Negeri Jakarta
pengamanan baterai, dan tingkat akurasi data yang terbaca oleh sensor.
Berdasarkan hasil pengujian membuktikan bahwa peletakan alat secara LOS di
lantai tiga memungkinkan komunikasi LoRa berlangsung secara baik dengan
delay uplink rata – rata sebesar 1,096 detik dan RSSI terbesar -93, delay
downlink rata – rata sebesar 517,4 dan RSSI tertingi sebesar -93 tanpa adanya
loss baik pada komunikasi uplink dan downlink. Sedangkan peletakkan alat di
lantai 2 masih memungkinkan komunikasi LoRa namun terjadi delay uplink
yang cukup besar dengan rata – rata sebesar 36,142 detik dan banyak terjadi
loss pada saat komunikasi downlink yang disebabkan oleh adanya penghalang
antara perangkat dan gateway. Sedangkan peletakkan alat di lantai satu
menyebabkan alat dan gateway tidak dapat berkomunikasi dengan baik akibat
terlalu banyaknya penghalang antara gateway dengan perangkat. perangkat ini
layak digunakan sebagai sistem untuk me-monitoring kinerja pembangkit
listrik tenaga surya.
68
Politeknik Negeri Jakarta
DAFTAR PUSTAKA
Alam, Hermansyah dkk. 2020. Pembelajaran dan prakrikum dasar :
Mikrokontroler AT8535, Arduino Uno R3 BASCOM AVR, Arduino Uno
1.16 dan Fritzing Electronic Design (hlm.29-30) . Medan : Yayasan Kita
Menulis.
Alwy, Dhimas Robby. (2019, 21 Oktober). RANCANG BANGUN SISTEM
MONITORING DAN KONTROL KINERJA PANEL SURYA BERBASIS
INTERNET OF THINGS (IOT). Januari 25,
2021.
https://repository.unej.ac.id/handle/123456789/98023
Augustin, Aloÿs. Yi, Jiazi. Clausen, Thomas. Townsley, William Mark. 2016, 20
Mei. A Study of LoRa: Long Range & Low Power Networks for the Internet
of Things. 5(2), 1-18. September 25, 2020.
https://www.researchgate.net/publication/307965130_A_Study_of_LoRa_L
ong_Range_Low_Power_Networks_for_the_Internet_of_Things
Gifson, Albert. Siregar, Masbar RT. Pambudi, Mohammad Priyo. (2020, Maret).
RANCANG BANGUN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
(PLTS) ON GRID DI ECOPARK ANCOL. 22, 1. Januari 24, 2021.
https://www.neliti.com/id/publications/317714/rancang-bangun-pembangkit-
listrik- tenaga-surya-plts-on-grid-di-ecopark-ancol
Haryanto, Agus Tri. (2019, 14 Juli). Antares, Platform IoT Telkom Diakui
Internasional. September 25, 2020.
https://inet.detik.com/telecommunication/d-4623914/antares- platform-iot-
telkom-diakui-internasional
LoRa Alliance Technical Committee (2020, 08 October). RP002-1.0.2
LoRaWAN® Regional Parameters. Desember 13, 2020. https://lora-
alliance.org/resource-hub/rp2-102-lorawan-regional-parameters
Nabila, Msy Yustensi P. Arrofiq, Muhammad. (2021, Maret). Perancangan
Aplikasi Web untuk Pemantauan dan Pengendalian Sistem Panel Surya
Berbasis Long Range Wide Area Network (LoRaWAN). Agustus 14, 2021.
http://jurnal.unsyiah.ac.id/JRE/article/view/18158
Poliama, Rifaldi S. Surusa, Frengki Eka Putra. Abdullah, Riska Kurniyanto. (2021, 2
Juli). Rancang Bangun Alat Sistem Monitor Lampu Jalan Umum Tenaga Surya
Berbasis Teknologi Lo-Ra. Agustus 14, 2021.
https://ejurnal.ung.ac.id/index.php/jjeee/article/view/10202
Septarangga, Yulis. (2019, 16 Desember). INVERTER DENGAN TEGANGAN
MASUKAN 12V DC DAN TEGANGAN KELUARAN AC DENGAN
FREKUENSI YANG DAPAT DIATUR. Juli 30, 2021.
https://repository.usd.ac.id/36251/2/155114052_full.pdf
69
Politeknik Negeri Jakarta
Silva, Jonathan de Carvalho. Rodrigues, Joel J. P. C. Alberti, Antonio M. Solic,
Petar. Aquino, Andre L. L. (2017, Juli). LoRaWAN - A Low Power WAN
Protocol for Internet of Things: a Review and Opportunities. Agustus 16,
2021. https://www.researchgate.net/publication/318866065_LoRaWAN_-
_A_Low_Power_WAN_Protocol_for_Internet_of_Things_a_Review_and_
Opportunities
Tian, Salsabila Ulfah. (2017, 26 September). PROTOTIPE SISTEM
MONITORING PARAMETER PEMBANGKIT PEMBANGKIT LISTRIK
TENAGA SURYA BERBASIS INTERNET OF THINGS. Juli 30, 2021.
https://eprints.uny.ac.id/60212/1/Proyek%20Akhir%20Salsabila%20145061
34004.pdf
Wagner, Janet. (2014, 27 Januari). Review: Postman Client Makes RESTful API
Exploration A Breeze. Juli 30, 2021.
https://www.programmableweb.com/news/review-Postman-client-makes-
restful-api-exploration-breeze/brief/2014/01/27
Widianto, Eko Didik. Faizal, Al Arthur, Eridani, Dania. Augustinus, Richard Dwi
Olympus. Pakpahan, Michael SM. (2019, November). Simple LoRa Protocol:
Protokol Komunikasi LoRa Untuk Sistem Pemantauan Multisensor. 16(9),
83-92. September 25, 2020
https://www.researchgate.net/publication/337568821_Simple_LoRa_Protoc
ol_Proto kol_Komunikasi_LoRa_Untuk_Sistem_Pemantauan_Multisensor
70
Politeknik Negeri Jakarta
LAMPIRAN
Lampiran 1 Daftar Riwayat Hidup Penulis
DAFTAR RIWAYAT HIDUP PENULIS
Yunan Ilham Firdaus
Lulus dari SDN Cipinang 05 Pagi tahun 2011,
SMPN 44 Jakarta Timur tahun 2014, dan SMAN
31 Jakarta Timur pada tahun 2017.
Politeknik Negeri Jakarta
Lampiran 2 Source Code Rancang Bangun Hardware Sistem Monitoring Kinerja
Panel Surya Berbasis Antares LR-ESP201 LoRa
#include <lorawan.h>
#include <PZEM004Tv30.h>
#include <ACS712.h>
#define RXPIN 16 //ke TX pada sensor
#define TXPIN 17
//ABP Credentials
const char *devAddr = "device address";
const char *nwkSKey = "93b7e614c1b0354d0000000000000000";
const char *appSKey = "0000000000000000b79ca4db0c4060dd";
int vPV = 32;
ACS712 iPV(ACS712_05B, 33);
int vBat = 36;
ACS712 iBat(ACS712_05B, 39);
PZEM004Tv30 pzem (&Serial2);
int charging = 15; //relay dari SCC ke Baterai
int discharge = 25; //relay dari baterai ke beban
int lampu = 13; //control on/off lampu
int AP = 4; //control on/off AP
float vo1 = 0.0, vi1 = 0.0, VP = 0.0;
float vo2 = 0.0, vi2 = 0.0, VB = 0.0;
float R1 = 30000.0, R2 = 7500.0;
float vp = 0.0, vb = 0.0;
float ip = 0.0, NIP = 0;
float ib = 0.0, NIB = 0;
float vpv, vbat, vl, il, el;
const unsigned long interval = 10000; // Interval pengiriman pesan
unsigned long previousMillis = 0; // menyimpan pesan terakhir terkirim
unsigned int counter = 0; // message counter
char myStr[50];
byte outStr[255];
byte recvStatus = 0;
int port, channel, freq;
String dataKirim = "";
bool newmessage = false;
String stringout;
const sRFM_pins RFM_pins = {
.CS = 2,
.RST = 32,
Politeknik Negeri Jakarta
.DIO0 = 14,
.DIO1 = 12,
};
void setup() {
// Setup loraid access
Serial.begin(115200);
Serial2.begin(9600, SERIAL_8N1, RXPIN, TXPIN);
//pzem.resetEnergy(); // Uncomment untuk reset Energy Counter
iPV.calibrate();
iBat.calibrate();
//Pin voltage sensor
pinMode(vPV, INPUT);
pinMode(vBat, INPUT);
//Pin Relay
pinMode(charging, OUTPUT);
pinMode(discharge, OUTPUT);
pinMode(lampu, OUTPUT);
pinMode(AP, OUTPUT);
Serial.print("PLTS Monitoring");
Serial.println ();
if (!lora.init()) {
Serial.println("RFM95 not detected");
delay(5000);
return;
}
// Set LoRaWAN Class change CLASS_A or CLASS_C
lora.setDeviceClass(CLASS_A);
// Set Data Rate
lora.setDataRate(SF10BW125);
// Set FramePort Tx
lora.setFramePortTx(5);
// set channel to random
lora.setChannel(MULTI);
// Set TxPower to 15 dBi (max)
lora.setTxPower(15);
// Put ABP Key and DevAddress here
lora.setNwkSKey(nwkSKey);
lora.setAppSKey(appSKey);
lora.setDevAddr(devAddr);
}
void loop() {
// Untuk PV
vp = analogRead(vPV);
float vo1 = (vp * 3.3) / 4095.0;
float vi1 = vo1 / (R2/(R1+R2));
Politeknik Negeri Jakarta
float VP = (1.3684 * vi1) - 5.00823333;//calibrated
float ip = iPV.getCurrentDC();
NIP = abs (ip);
float IP = (NIP /10.00);
// Untuk baterai
vb = analogRead(vBat);
float vo2 = (vb * 3.3) / 4095.0;
float vi2 = vo2 / (R2/(R1+R2));
float VB = (0.666666667 * vi2) + 4.754666667;//calibrated
if(VB > 14.70) {
digitalWrite(charging,LOW);
}
else{
digitalWrite(charging,HIGH);
}
if(VB < 11.00) {
digitalWrite(discharge,LOW);
}
else{
digitalWrite(discharge,HIGH);
}
float ib = iBat.getCurrentDC();
NIB = abs (ib);
float IB = (NIB/10.00);
//beban
float vl = pzem.voltage();
float il = pzem.current();
float el = pzem.energy();
delay (35000);
int sl = digitalRead (lampu);
int sa = digitalRead (AP);
int sc = digitalRead (charging);
int sd = digitalRead (discharge);
// Check interval overflow
if (millis() - previousMillis > interval) {
previousMillis = millis();
dataKirim =
(String)VP+";"+(String)IP+";"+(String)VB+";"+(String)IB+";"+(String)vl+";"+(S
tring)il+";"+(String)el+";"+sl+";"+sa+";"+sc+";"+sd;
dataKirim.toCharArray(myStr,50);
Serial.println(dataKirim);
Serial.print("Sending: ");
lora.sendUplink(myStr, strlen(myStr), 0);
port = lora.getFramePortTx();
channel = lora.getChannel();
Politeknik Negeri Jakarta
freq = lora.getChannelFreq(channel);
Serial.print(F("fport: ")); Serial.print(port);Serial.print(" ");
Serial.print(F("Ch: ")); Serial.print(channel);Serial.print(" ");
Serial.print(F("Freq: ")); Serial.print(freq);Serial.println(" ");
Serial.print ("Data LoRa Ke: ");
Serial.println (counter++);
}
// Check Lora RX
lora.update();
recvStatus = lora.readDataByte(outStr);
if (recvStatus) {
newmessage = true;
char outchar[255] = {};
int counter = 0;
port = lora.getFramePortRx();
channel = lora.getChannelRx();
freq = lora.getChannelRxFreq(channel);
for (int i = 0; i < recvStatus; i++)
{
if (((outStr[i] >= 32) && (outStr[i] <= 126)) || (outStr[i] == 10) || (outStr[i] ==
13))
counter++;
}
if (port != 0)
{
if (counter == recvStatus)
{
Serial.print(F("Received String : "));
for (int i = 0; i < recvStatus; i++)
{
Serial.print(char(outStr[i]));
outchar[i] = outStr[i];
}
}
Serial.println();
Serial.print(F("fport: ")); Serial.print(port);Serial.print(" ");
Serial.print(F("Ch: ")); Serial.print(channel);Serial.print(" ");
Serial.print(F("Freq: ")); Serial.print(freq);Serial.println(" ");
stringout=(String)outchar;
Serial.println(stringout);
if(stringout=="lampu_nyala")
{
Politeknik Negeri Jakarta
Serial.println("STATUS : lampu nyala");
digitalWrite(lampu,HIGH);
stringout="";
}
if(stringout=="lampu_mati")
{
Serial.println("STATUS : lampu mati");
digitalWrite(lampu,LOW);
stringout="";
}
if(stringout=="ap_nyala")
{
Serial.println("STATUS : AP nyala");
digitalWrite(AP,HIGH);
stringout="";
}
if(stringout=="ap_mati")
{
Serial.println("STATUS : AP mati");
digitalWrite(AP,LOW);
stringout="";
}
if(stringout=="pagi")
{
Serial.println("STATUS : lampu Mati; AP nyala");
digitalWrite(lampu,LOW);
digitalWrite(AP,HIGH);
stringout="";
}
if(stringout=="sore")
{
Serial.println("STATUS : lampu nyala; AP mati");
digitalWrite(lampu,HIGH);
digitalWrite(AP,LOW);
stringout="";
}
}
}
}
Politeknik Negeri Jakarta
Lampiran 3 Datasheet SCC SHS-Controller-10 12/24
Politeknik Negeri Jakarta
Lampiran 4 Datasheet PZEM-004T V.3
Politeknik Negeri Jakarta
Lampiran 5 Spesifikasi Panel Surya Maysun Solar MS100P-36